【摘要】：隨著傳統(tǒng)能源的日益枯竭,液力耦合器作為國(guó)家大力推廣的節(jié)能產(chǎn)品,其在刮板輸送機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用。由于煤礦井下環(huán)境特殊,用水作為介質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的礦物油,必將在煤機(jī)領(lǐng)域有很廣的市場(chǎng)前景。 水介質(zhì)限矩型液力耦合器主要依靠泵輪和渦輪在旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)水旋轉(zhuǎn),進(jìn)而傳遞動(dòng)力。因此它能夠安全可靠的運(yùn)行主要依賴于泵輪和渦輪結(jié)構(gòu)的合理性,而其結(jié)構(gòu)的合理性主要表現(xiàn)為其抵抗振動(dòng)和強(qiáng)度的能力。作為液力耦合器傳遞動(dòng)力的關(guān)鍵元件,渦輪和泵輪擔(dān)任著液體動(dòng)能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換的重要角色。對(duì)渦輪和泵輪的應(yīng)力狀態(tài)分析是設(shè)計(jì)葉輪過程中必不可少的環(huán)節(jié),因此葉片的應(yīng)力計(jì)算準(zhǔn)確與否對(duì)葉輪的應(yīng)力分析有十分重要的影響。液力耦合器的泵輪和渦輪在旋轉(zhuǎn)過程中,承受水的離心力、水流壓力、空氣壓力等作用,應(yīng)力情形較為復(fù)雜。此外耦合器的葉片受到水流的沖擊時(shí),會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),當(dāng)葉片的固有頻率和水流沖擊產(chǎn)的頻率相接近時(shí),會(huì)發(fā)生共振。渦輪和泵輪在長(zhǎng)期的共振情況下,會(huì)發(fā)生疲勞破壞。本文對(duì)水介質(zhì)限矩型液力耦合器渦輪和泵輪的強(qiáng)度、振動(dòng)進(jìn)行研究,將對(duì)耦合器的優(yōu)化設(shè)計(jì)、刮板輸送機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行、防止事故發(fā)生等都有重要的理論與實(shí)際意義。 根據(jù)YOXD650型液力耦合器葉輪的特點(diǎn)和工作特性,首先推導(dǎo)耦合器葉輪靜力有限元方程,和葉輪的有限元數(shù)學(xué)計(jì)算模型。然后利用三維建模軟件Pro/E建立葉輪的三維實(shí)體模型,在有限元分析軟件ANSYS中對(duì)葉輪及單個(gè)葉片強(qiáng)度進(jìn)行了分析計(jì)算,通過分析可得出應(yīng)力的最大值和葉片應(yīng)力集中的部位,同時(shí)驗(yàn)證其強(qiáng)度的可靠性,可以適當(dāng)增加葉片數(shù)量與葉輪殼體內(nèi)壁相接處的圓角過渡來減小應(yīng)力集中。由于泵輪和渦輪在運(yùn)行狀態(tài)下受力情況比較復(fù)雜,可能會(huì)產(chǎn)生共振。通過有限元分析軟件對(duì)渦輪、泵輪、及葉片進(jìn)行模態(tài)分析,得出當(dāng)泵輪的動(dòng)振動(dòng)頻率達(dá)到與第6階頻率相近時(shí),可產(chǎn)生共振。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH137.331

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本文編號(hào)：2524503